Ve giáp Acari Oribatida ở hệ sinh thái đất cao nguyên Mộc Châu, tỉnh Sơn La

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Bản đồ tình hình nghiên cứu Ve giáp trên thế giới 4

Hình 1.2. Bản đồ tình hình nghiên cứu Ve giáp ở Việt Nam (1967 - nay) 15

Hình 1.3. Bản đồ Huyện Mộc Châu 29

Hình 2.1. Sơ đồ các vị trí thu mẫu nghiên cứu từ 2016 - 2019 35

Hình 2.2. Quá trình lọc mẫu đất bằng phễu Berlese - Tullegren 38

Hình 3.1. Số lượng các bậc taxon ở vùng nghiên cứu so với Việt Nam (2020) 68

Hình 3.2. Số lượng các họ trong liên họ Ve giáp của vùng nghiên cứu 69

Hình 3.3. Số lượng các giống trong mỗi họ Ve giáp của vùng nghiên cứu 70

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 227 trang tài liệu này.

Hình 3.4. So sánh cấu trúc các bậc phân loại của bốn khu vực 78

Hình 3.5. CLUSTER độ tương đồng thành phần loài Ve giáp giữa bốn khu vực 79

Hình 3.6. Đặc điểm phân bố các bậc taxon của Ve giáp trong năm sinh cảnh 83

Hình 3.7. Số lượng loài và mật độ trung bình của Ve giáp trong năm sinh cảnh 88

Hình 3.8. Đa dạng của quần xã Ve giáp (Acari: Oribatida) trong năm sinh cảnh 89

Hình 3.9. Đường cong K-dominance biểu thị tính đa dạng loài trong năm sinh

cảnh 91

Hình 3.10. CLUSTER độ tương đồng thành phần loài Ve giáp giữa năm sinh cảnh 95

Hình 3.11. Sự thay đổi giá trị các chỉ số S, d, J’, H’, 1- λ, của Ve giáp theo năm

sinh cảnh 97

Hình 3.12. Đặc điểm phân bố các bậc taxon của Ve giáp trong bốn mùa 101

Hình 3.13. Số lượng loài và mật độ trung bình của quần xã Ve giáp trong bốn mùa 105

Hình 3.14. Đa dạng của quần xã Ve giáp trong bốn mùa 106

Hình 3.15. Đường cong K-dominance biểu thị tính đa dạng loài trong bốn mùa...108

Hình 3.16. CLUSTER độ tương đồng thành phần loài Ve giáp giữa các mùa 112

Hình 3.17. Sự thay đổi giá trị các chỉ số S, d, J’, H’, 1- λ, của Ve giáp trong bốn mùa 113

Hình 3.18. Đặc điểm phân bố các bậc taxon của Ve giáp trong chu kỳ ngày đêm.117

Hình 3.19. Số lượng loài và mật độ trung bình của quần xã Ve giáp trong chu

kỳ ngày đêm 120

Hình 3.20. Đa dạng của quần xã Ve giáp trong chu kỳ ngày đêm 121

Hình 3.21. Đường cong K-dominance biểu thị tính đa dạng loài trong chu kỳ ngày đêm 122

Hình 3.22. CLUSTER tương đồng thành phần loài Ve giáp giữa bốn thời điểm...127 Hình 3.23. Sự thay đổi giá trị các chỉ số, S, d, J’, H’, 1- λ, của Ve giáp trong

chu kỳ ngày đêm 128

MỞ ĐẦU

1. Cơ sở khoa học và tầm quan trọng của vấn đề nghiên cứu

Sinh vật trong đất rất đa dạng và phong phú, gồm nhiều nhóm từ cỡ nhỏ, trung bình đến lớn (Micro-Meso-Macrofauna) với vai trò chính là thành phần không thể thay thế trong các quá trình sinh học xảy ra trong đất, là một mắt xích quan trọng trong chu trình luân chuyển vật chất và dòng năng lượng [17]. Trong số động vật chân khớp bé (Microarthopoda) ở đất, phải kể đến một đại diện phong phú nhất về mật độ, thành phần loài và số lượng (chiếm hơn 95% tổng số lượng Microarthopoda) nên có ý nghĩa rất lớn đối với hệ sinh thái đất đó là nhóm Ve giáp (Acari: Oribatida) [14].

Ve giáp (Acari: Oribatida) là nhóm Chân khớp có kìm hình nhện (Arthropoda: Chelicerata), kích thước cơ thể nhỏ trong khoảng 0,1 – 0,2 mm đến 1,0 – 2,0 mm [17]. Do có mật độ quần xã lớn, dễ nhận biết và thu bắt, nên việc nghiên cứu về chúng góp phần hiểu biết đầy đủ hơn về đa dạng tài nguyên sinh học nói chung, chúng nhạy cảm với sự thay đổi của các yếu tố môi trường đất, nên được khảo sát là một nhân tố chỉ thị sinh học các diễn thế của hệ sinh thái và bảo vệ môi trường, làm cơ sở khoa học cho việc quản lý khai thác bền vững hệ sinh thái đất, bảo vệ và phục hồi tài nguyên môi trường đất [14], [17], ngoài ra chúng còn là vecto mang truyền nhóm giun sán ký sinh và nguồn bệnh qua môi trường đất...

Chính vì những ý nghĩa to lớn đó, nên những nghiên cứu về Ve giáp đã được bắt đầu sớm trên Thế giới, theo số liệu mới nhất trong công trình nghiên cứu của Subias (2020) cho thấy khu hệ Ve giáp Thế giới hiện biết khoảng 11.207 loài và phân loài, nằm trong hơn 1.300 giống và phân giống, 163 họ khác nhau, trong đó khu vực Đông Phương - Orientales là 2.576 loài và phân loài [179]. Ở Việt Nam số lượng loài phát hiện tính đến năm 2020 là 726 loài chiếm 6,48% so với Thế giới thuộc 245 giống 90 họ và 41 liên họ [145], điều này cho thấy số loài phát hiện được là rất lớn, tuy nhiên do sự phức tạp của đặc điểm khí hậu và địa hình, đã có tác động nhất định lên tính chất địa động vật của khu hệ Ve giáp, tạo ra tính đa dạng, chuyên

biệt cao theo từng vùng địa lý. Vì thế việc tiến hành các nghiên cứu về Ve giáp tại các tỉnh thành, địa phương trong cả nước vào hàng năm để bổ sung dẫn liệu về nhóm này là điều rất cần thiết.

Huyện Mộc Châu thuộc tỉnh Sơn La nằm ở khu vực đồi núi Tây Bắc, đây là cao nguyên đá vôi với độ cao trung bình 1050m so với mặt nước biển, nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình năm 180C [7], [180]. Khu vực này có địa mạo phức tạp và chia cắt mạnh, bản thân con người cũng đã tác động rất lớn vào hệ sinh thái rừng trong suốt quá trình khai hoang, xây dựng cuộc sống, điều này đã làm thay đổi cảnh quan ban đầu và ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên. Vì vậy trong quá trình suy giảm thảm cây rừng, và chuyên canh các loại cây như chè, ngô, lúa... phục vụ cho hoạt động sản xuất công - nông nghiệp đã gây ảnh hưởng nhất định đến các quần xã động vật sống trong đất, trong đó có nhóm nhạy cảm như Ve giáp, ở khu vực này cũng chưa có nhiều nghiên cứu về đối tượng này.

Xuất phát từ những cơ sở trên, tác giả chọn đề tài nghiên cứu cho luận án:

“Ve giáp (Acari: Oribatida) ở hệ sinh thái đất cao nguyên Mộc Châu, tỉnh

Sơn La”

2. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu đa dạng loài và biến đổi cấu trúc quần xã Ve giáp (Acari: Oribatida) liên quan đến một số yếu tố tự nhiên và nhân tác chính ở hệ sinh thái đất cao nguyên Mộc Châu; làm cơ sở khoa học cho việc quản lý bền vững tài nguyên đa dạng sinh học và hệ sinh thái đất của Việt Nam.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu

1. Điều tra đa dạng loài và cấu trúc phân loại học của quần xã Ve giáp (Acari: Oribatida) ở hệ sinh thái đất cao nguyên Mộc Châu, tỉnh Sơn La, và so sánh với một số vùng liên quan.

2. Nghiên cứu cấu trúc quần xã Ve giáp (Acari: Oribatida) và sự biến đổi theo

năm loại sinh cảnh: (a) Rừng tự nhiên, (b) Rừng nhân tác, (c) Trảng cỏ và cây bụi,

(d) Đất canh tác cây lâu năm, và (e) Đất canh tác cây ngắn ngày ở vùng nghiên cứu.

3. Nghiên cứu cấu trúc quần xã Ve giáp (Acari: Oribatida) và sự biến đổi theo bốn mùa trong năm, và chu kỳ ngày đêm.

4. Bước đầu đánh giá vai trò của quần xã Ve giáp (Acari: Oribatida) ở hệ sinh

thái đất vùng nghiên cứu.

4. Đóng góp mới của luận án

1. Đưa ra danh sách hệ thống 151 loài Ve giáp (Acari: Oribatida), thuộc 94 giống, 49 họ và 29 liên họ hiện biết ở hệ sinh thái đất cao nguyên Mộc Châu, tỉnh Sơn La. Trong đó, ghi nhận 62 loài mới cho vùng nghiên cứu, bao gồm 44 loài ghi nhận lần đầu tiên cho khu hệ Ve giáp ở Việt Nam.

2. Bổ sung các dẫn liệu mới về cấu trúc phân loại học của quần xã Ve giáp ở vùng nghiên cứu được phân tích theo các bậc taxon loài, giống và họ; và được so sánh với các khu vực Đông Bắc, đồng bằng sông Hồng và Bắc Trung Bộ của Việt Nam.

3. Bổ sung các dẫn liệu mới về cấu trúc quần xã Ve giáp theo các chỉ số sinh thái gồm số lượng loài (S), mật độ trung bình cá thể (MĐTB), độ phong phú loài (d), độ đa dạng loài (H’), độ đồng đều (J’) và chỉ số ưu thế nghịch Simpson (1 - lambda) và sự thay đổi theo chu kỳ ngày đêm, chu kỳ mùa trong năm và ở các sinh cảnh theo sự suy giảm của thảm cây rừng.

4. Lần đầu tiên xác định được sáu loài Ve giáp ưu thế tại vùng nghiên cứu: Arcoppia arcualis (Berlese, 1913), Rostrozetes ovulum (Berlese, 1908), Scheloribates mahunkai Subias, 2010, Perxylobates vietnamensis (Jeleva&Vu, 1987), Masthermannia mamillaris (Berlese, 1904) và Tectocepheus minor Berlese, 1903, chúng có thể được xem xét như yếu tố chỉ thị sinh học ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên và nhân tác đối với hệ sinh thái đất ở vùng nghiên cứu.

5. Bố cục luận án

Luận án gồm 133 trang, 3 trang mở đầu, 28 trang tổng quan, 13 trang thời gian, địa điểm và phương pháp nghiên cứu, 88 trang kết quả và thảo luận, 2 trang kết luận. Luận án có 16 bảng và 28 hình. Có 19 trang tài liệu tham khảo với 41 tài liệu tiếng Việt, 115 tài liệu tiếng Anh và 24 tài liệu tiếng nước ngoài khác.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan các nghiên cứu Ve giáp trên Thế giới

Nghiên cứu về nhóm Ve giáp trên Thế giới được bắt đầu từ rất sớm. Tính đến năm 2020, khu hệ Ve giáp thế giới hiện biết khoảng 11.207 loài và phân loài, nằm trong hơn 1.300 giống và phân giống và 163 họ [179]. Theo các chuyên gia nghiên cứu, thì số lượng loài được biết tới hiện nay mới chiếm khoảng 20% tổng số loài thực tế trên cả thế giới, theo ước tính khu hệ Ve giáp thế giới trong tự nhiên có khoảng 50.000 đến 100.000 loài [136], khu hệ động vật phong phú này luôn được bổ sung bởi số lượng loài mới được tìm thấy tăng thêm mỗi năm.

Hình 1.1. Bản đồ tình hình nghiên cứu Ve giáp trên thế giới

(Nguồn: /www.worldpress.org/map.cfm) (Kí hiệu: thể hiện lớn hơn một nghiên cứu)

Cách đây hơn 3,5 thế kỷ, Robert Hooke (1665) lần đầu tiên đã có những đề

cập, thảo luận về đặc điểm sinh học, sinh thái của một loài Ve giáp, sau này tên

khoa học của chúng là Phauloppia lucorum (C. Koch, 1841) [137]. Mãi cho đến 1759, Clerck mới tiếp tục nhắc đến và mô tả nhóm phân loại học Ve giáp [107].

Từ những năm ba mươi của thế kỷ 19, đối tượng này mới thực sự được chú trọng nghiên cứu ở Châu Âu bởi Koch, chủ yếu về đa dạng loài của những nhóm Archanida chính (1835 – 1844) [174], [176]. Năm 1842, ông đưa ra tổng quan về hệ

thống arachnida [175].

Berlese nghiên cứu 1881 – 1923. Đóng góp rất quan trọng của ông là đưa ra phương pháp hệ thống phễu lọc để phân tách động vật chân khớp bé trong đất kể cả Ve giáp [76]. Đến 1921, Berlese đánh giá lại về mức độ trung bình tách chiết của hệ thống phễu lọc này [82]. Các vấn đề sinh học sinh thái như biến thái của một số nhóm ve [77], các nhóm ve giáp gây hại cho cây trồng [79], và đặc điểm cơ quan tiêu hoá của chúng [81] cũng được quan tâm nghiên cứu. Berlese có rất nhiều công trình nghiên cứu về đa dạng thành phần loài ve giáp ở Ý (1883 – 1896) [78], [80] và một số khu vực như Chile [85] và Nam Mỹ (1901) [84]. Năm 1922, Berlese công bố thiết bị giúp vẽ được trên kính hiển vi đây là một đóng góp rất có giá trị [83].

Grandjean đã có những đóng góp nghiên cứu về Ve giáp rất lớn từ những năm 1928 cho đến 1975, các nghiên cứu tập trung vào mô tả loài mới ở Tây Ban Nha [163], Venezuela [164], Caribê [165], Bắc Phi [168], phân tích cấu trúc các cơ quan quan trọng trong định loại Ve giáp như cơ quan hô hấp [166], [167], [169], đặc điểm các loại lông trên cơ thể và công thức lông của một số nhóm ve [170], đây đều là những đặc điểm rất quan trọng trong định loại loài. Nghiên cứu chu trình phát triển vòng đời của một số nhóm Ve giáp [171], chỉ ra một số sai lầm dễ mắc phải trong vấn đề tương đồng hình dạng ở Ve giáp [172], đồng thời ông cũng đã đưa ra những bàn luận quan trọng về vấn đề lưỡng tính của một số nhóm Ve giáp [173].

Balogh là nhà nghiên cứu Ve giáp (1935 – 2008) có tầm ảnh hưởng rất lớn ở Hungari. Trong suốt con đường nghiên cứu của Balogh, tập trung về các phương pháp nghiên cứu Ve giáp, phát hiện, mô tả và công bố rất nhiều loài mới không chỉ ở Hungary mà còn ở nhiều khu vực khác trên thế giới như Đông Phi, Trung Phi, Nam Phi (J. Balogh, 1959, 1960, 1961, 1966) [62], Madagascar (1962) [60], quốc đảo này là một điểm nóng về đa dạng sinh học, do hoạt động địa chất lục địa tách ra

từ 88 triệu năm trước đây nên hệ động - thực vật tương đối cô lập. Nghiên cứu ở

Peru (J. Balogh, 1962) [61], SriLanka (1970), Australia (1982, 1983, 1966, 1978)

[64], New Guinea (1968, 1970, 1986) [65], vùng Pacific (hay là vùng Thái Bình Dương) (1983, 1986) [66], đưa ra khoá định loại của cả vùng Neotropical vào 1990 (vùng Tân nhiệt đới) (1988, 1990) [67]. Năm 1967, Balogh và Mahunka đã có nghiên cứu tại Việt Nam [63], kết quả công bố phát hiện 33 loài trong đó mô tả 29 loài mới và 4 giống mới, đây được coi là những kết quả nghiên cứu Ve giáp đầu tiên tại Việt Nam. Năm 1992 và 2002 J. Balogh và P. Balogh đã tổng kết các loài ve hiện có và đưa ra hệ thống phân loại của chúng, những tài liệu này rất quan trọng định hướng cho rất nhiều các nghiên cứu trong và sau thời kỳ này, cho đến nay trong nghiên cứu của tác giả vẫn tham khảo đối chiếu với hệ thống phân loại này [68], [69], [70].

Nhà khoa học Anderson nghiên cứu từ 1971 - 1988 về đặc điểm phân bố theo chiều dọc thẳng đứng trong đất chủ yếu so sánh trong các sinh cảnh rừng khác nhau đặc trưng ở Anh [44]. Một số nghiên cứu tổng quan về sự đa dạng của sinh vật đất và phương pháp nghiên cứu định lượng ứng dụng trong nghiên cứu đa dạng sinh vật đất [45], [46], mối quan hệ cạnh tranh sinh thái giữa các loài Ve giáp với các nhóm sinh vật khác [47]. Đặc điểm phân bố theo không gian, thời gian của động vật không xương sống nói chung và tương tác sinh thái của chúng trong môi trường đất [48].

Ở Bỉ, có nghiên cứu của Andre trong cả thế kỷ XIX và XX, bắt đầu từ nghiên cứu đầu tiên đưa ra danh sách loài Ve giáp thu được từ hang động của những loài gặm nhấm nhỏ [157], năm 1925 Andre nghiên cứu tại Pháp (khu vực lân cận giáp với Bỉ) đưa ra danh sách 48 loài Ve giáp, trong đó có 17 loài là mới cho khu hệ Ve giáp ở Pháp [158]. Năm 1979, Andre đánh giá định lượng hiệu quả của phương pháp dùng phễu lọc Berlese so sánh với phương pháp thổi khô nhóm Chân khớp bé [159]. Năm 1984 trong nghiên cứu về vai trò chỉ thị của ve giáp, đã cho thấy độ tin cậy khi sử dụng loài Ve giáp sống ở cây Humerobates rostrolamellatus Grandjean 1936 chỉ thị cho vấn đề ô nhiễm không khí, thông qua chỉ số đa dạng loài, theo dõi và lập bản đồ ô nhiễm SO2-NO2 từ các loài chỉ thị [161], và lập bản đồ ô nhiễm axit